[发明专利]植物转录因子STF1及其编码蛋白和应用

说明书

本发明公开了一种植物盐胁迫诱导转录因子基因STF1及其应用，该基因的核苷酸序列如SEQ ID NO:2所示，其编码氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。通过在水稻中过表达STF1基因能够提高转基因植株在盐胁迫下的存活率、生长速率和生物量。本发明STF1基因为培育耐盐性提高的作物提供了基因资源。

技术领域

本发明属于生物技术领域，涉及一种植物转录因子STF1基因及其应用。

背景技术

水稻是重要的粮食作物。世界上有近一半人口都以稻米为主要食物(联合国粮农组织数据, http://faostat.fao.org)。水稻也是我国主要的口粮作物，水稻产量约占我国粮食总产量的 30%(国家统计局数据，http://data.stats.gov.cn)。因此，确保水稻的稳产高产是关系到全世界的粮食安全问题，对我国尤为重要。

在影响水稻产量的环境胁迫中，高盐胁迫是仅次于干旱的限制世界水稻产量提高的重要因素。土壤盐渍化是影响农业生产的世界性问题，预计到 2050 年世界上将有 50%的耕地受盐害影响。我国土壤盐渍化问题同样十分严重，调查数据显示我国盐渍土面积为3487 万公顷，其中具有农业发展潜力的面积占耕地总面积的 10%以上，盐碱地是我国最主要的中低产田土壤类型 (国土资源部数据，http://www.mlr.gov.cn)。沿海地区是我国水稻重要产区，但是由于环境和气候原因，我国沿海稻田经常会遇到返盐现象，严重影响水稻生长和产量。另外，除现有的稻区外，我国还有一些地区气候条件很适宜于水稻种植，但是由于土壤的盐渍化而未能种植。

随着我国经济和社会的发展以及城市化进程不断推进，将会不可避免的占用一部分高产农用耕地。在耕地面积不断压缩的条件下，为确保我国人民粮食、蔬菜等产量基本满足需要，提高盐碱地中低产田中作物的产量是一个重要途径。因此，培育耐逆作物新品种、保证遭遇环境胁迫后作物的稳产、高产和品质是缓解世界粮食危机的最佳方案但是，利用传统育种方法培育耐盐作物新品种耗时较长，进展缓慢，而解析作物耐盐生理机制和分子基础、利用分子育种技术可以加速育种进程。因此，挖掘和鉴定参与盐胁迫应答调控的新基因可以为培育耐盐作物新品种提供必要的理论基础和基因资源，对我国的粮食安全意义重大。

植物在转录水平通过调节一系列激活子和抑制子组成的网络影响生长发育和对干旱、低温、盐胁迫以及病虫害等胁迫的应答。如果植物体的防御反应和逆境胁迫反应机制持续激活，植物将增加代谢并消耗更多能量。因此，植物进化出一套适应机制以保证植物在正常生长发育情况下关闭这些反应，其中最重要的手段就是利用抑制子来抑制逆境胁迫相关基因的表达。转录抑制子在非逆境胁迫下抑制植物防御和逆境胁迫相关基因表达，通过抑制一些激活子相关蛋白在防御和逆境胁迫中的活性，以防止由于反应过于剧烈而对自身细胞产生伤害。

盐胁迫下植物转录因子参与的应答反应往往影响多个下游基因的表达，而每种转录因子调控的下游基因可能不同，它们共同组成了应答盐胁迫的复杂调控网络。拟南芥和水稻等植物的基因组各包括 2000 多个转录因子基因，表达谱数据表明盐胁迫会改变几十至数百个转录因子基因的表达。

我们对高盐处理前后的水稻转录组数据分析发现转录因子STF1的转录受盐胁迫诱导表达，在水稻中过表达STF1基因能够提高转基因水稻植株的耐盐性和产量。

发明内容

本发明的目的是提供一个来源于水稻的转录因子STF1基因，在水稻中过表达STF1基因能够提高转基因水稻植株的耐盐性和产量。

本发明提供的转录因子STF1基因，来源于水稻(Oryza sativa)，其编码蛋白氨基酸序列如SEQ ID NO:1所示。

SEQ ID NO:1的序列由355个氨基酸残基组成。

本发明还提供将SEQ ID NO:1的氨基酸序列经过一个或几个氨基酸残基的取代和/或缺失和/或添加且与植物耐逆性相关的由SEQ ID NO:1序列衍生的蛋白质。